DE2701235A1

DE2701235A1 - Brennkraftmaschine mit flammenzuendung und verfahren zum betrieb der maschine

Info

Publication number: DE2701235A1
Application number: DE19772701235
Authority: DE
Inventors: Masaaki Noguchi; Masaharu Sumiyoshi; Taro Tanaka; Yukiyasu Tanaka
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1976-03-29
Filing date: 1977-01-13
Publication date: 1977-10-20
Also published as: DE2701235C2; JPS52118110A; GB1542223A

Description

■*■ D I/" Γ** Patentanwälte:

TlEDTKE - ÜÜHLING - lVlNNE - URIIPE Dipl.-Ing.Tiedtke

O Π Π 1 9 ^ ζ Üipl.-Chem. Bühling

Z / U I ^ O a Dipl.-Ing. Kinne

Dipl.-Ing. Grupe

Bavariarlng 4, Postfach 20 24 8000 München 2

Tel.: (0 89)53 96 53-56

Telex:5 24 845tipat

cable. Germaniapatent Münchei

13. Januar 1977

B 7874/A1O64-O4 Soker

NIPPON SOKEN, INC.,

Nishio-shi, Japan

Brennkraftmaschine mit Flammenzündung und Verfahren zum

Betrieb der Maschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, mit der die schädlichen Anteile im Abgas durch eine einfache Maschinenkonstruktion verringert werden sollen; die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Verbesserung in einer sogenannten "Brennkraftmaschine mit Flammenzündung", in der ein mageres Luft-Brennstoff-Gemisch in einem Hauptverbrennungsraum von einer Flamme gezündet wird, die durch die Zündung einer Luft-Brennstoff-Gemischfüllung in einer Nebenkammer erzeugt wurde.

Der Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem mageren Luft-Brennstoff-Gemisch bewirkt eine Verringerung der schädlichen Anteile der Motorabgase.

Bekannterweise hat eine Brennkraftmaschine mit Flammenzündung einen Hauptverbrennungsraum und eine Hilfs- oder Nebenkammer, die über eine Flammenöffnung oder -öffnungen mit dem

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Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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Hauptverbrennungsraum in Verbindung steht, und in der ein Elektrodensatz einer Zündkerze angeordnet ist. Die Nebenkanuner wird mit einer Füllung eines Luft-Brennstoff-Gemisches beschickt, das durch eine Funkenentladung der Zündkerze entzündbar ist und eine Flamme erzeugt, die wiederum eine Füllung eines mageren Luft-Brennstoff-Gemisches in dem Hauptverbrennungsraum entzündet.

Die Brennkraftmaschine mit Flammenzündung hat ihren ursprünglichen Vorteil darin, daß bei der Verbrennung des Luft-Brennstoff-Gemisches die Erzeugung schädlicher Gase außerordentlich verringert ist . Die Maschine hat eine allgemeine Charakteristik,bei der der Betrieb der Maschine erheblich von der Ausgestaltung der Nebenkammer, der Größe und Ausrichtung der Flammenöffnung oder -öffnungen und der Lage der Zündkerze beeinflußt ist. Die wichtigsten fraglichen Punkte bei Betrieb der Maschine sind die Zündfähigkeit und die Flammenwirkung.

Bei der Brennkraftmaschine mit Flammenzündung sind ausschließlich darüber Untersuchungen angestellt worden, die zweckmäßige Größe von Flammenöffnung oder -öffnungen und geeignete Anordnung der Zündkerze zu bestimmen, um eine verbesserte Zündfähigkeit (Fremd- oder Funkenzündung des Gemisches in der Nebenkanuner) und eine verbesserte Flammenwirkung (Fähigkeit zur Zündung des Gemisches im Plauptverbrennungsraum durch eine Flamme oder Flammen) zu erhalten; bis jetzt ist jedoch der Bewegung oder Strömung des Luft-Brennstoff-Gemisches innerhalb der Nebenkammer keine ernsthafte Beachtung zuteil geworden. Es war schwierig, ausschließlich durch Untersuchungen über die Größe der Flammenöffnung und Anordnung der Zündkerze einen verbesserten Betriebsablauf der Maschine zu erzielen. Die Größe der Flammenöffnung und die Anordnung der Zündkerze sind durch andere Faktoren eingeschränkt; für die erwünschte Zündfähigkeit und Flammenwirkung sind sie nicht optimal ausgelegt worden.

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Die Wirkungsweise einer Nebenkammer einer bekannten Brennkraftmaschine mit Flammenzündung wurde untersucht, um eine optimale Konstruktion einer Nebenkammer zu erzpilen, mit der eine ausreichend starke Flamme zum sicheren Zünden und Verbrennen eines Gemisches innerhalb eines Hauptverbrennungsraumes erhalten wird. Die zu dieser Untersuchung verwendete Maschine hatte eine in einem Zylinderkopf der Maschine ausgebildete Nebenkammer. Die Nebenkammer war über eine einzige Flammenöffnung mit dem Hauptverbrennungsraum verbunden. Ausschließlich für die Nebenkammer war kein Einlaßventil vorgesehen. Die Nebenkammer war somit von der Art, bei der Füllungen eines Luft-Brennstoff-Gemisches durch die Flammenöffnung in das Innere der Nebenkammer eingeleitet werden. Die Nebenkammer war mit keinerlei Mitteln ausgestattet, die irgendeine bestimmte Bewegung der Gemischfüllung innerhalb der Nebenkammer verursachen oder erzeugen konnten, und zwar weder bei einem Ansaughub noch bei einem Verdichtungshub. Bei der Brennkraftmaschine dieser vorstehend besprochenen Art und Anordnung wurde jeweils die Füllung eines Luft-Brennstoff-Gemisches während eines Verdichtungshubes durch die Flammenöffnung in die Kebenkammer eingeleitet. Es wurde beobachtet, daß am Ende des Verdichtungshubes Restgase in Form einer Schicht in der Nebenkammer zurückblieben, und daß die Restgasmenge mit zunehmender Entfernung in der Nebenkammer zwischen der Flammenöffnung und dem am weitesten innen gelegenen Nebenkammerende anstieg. Dies geschah aus dem Grunde,weil eine durch die Flammenöffnung in die Nebenkammer eingeleitete Füllung eines Luft-Brennstoff-Gemisches die Restgase in Form einer Schicht am innersten Teil der Nebenkammer zurückhielt, während das Gemisch in dem Hauptverbrennungsraum verdichtet wurde. Wenn ein Elektrodensatz einer Zündkerze in dem am weitesten innen gelegenen Nebenkammerende angeordnet wurde, verringerte die Anwesenheit der Restgasschicht die Zündfähigkeit des Luft-Brennstoff-Gemisches in der Nebenkammer außerordentlich, insbesondere bei leichtem oder Teillastbetrieb der Maschine. Bei der Nebenkammer mit den am innersten

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Ende angeordneten Zündelektroden kam hinzu, daß die durch Zündung entstandene Flammenfront in Richtung Flammenöffnung fortschritt und damit einen wesentlichen Teil des Luft-Brennstoff-Gemisches aus der Nebenkammer in den Hauptverbrennungsraum hinausdrückte, bevor die Flammenfront die Flammenöffnung erreichte, so daß die Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches in der Nebenkammer nicht ausreichte, eine starke Flammenwirkung zu bewirken.

Das vorstehend erläuterte Problem würde dadurch gelöst werden, daß Zündelektroden angrenzend an den Einlaßteil der Nebenkammer angeordnet werden, d. h. angrenzend an die Flammenöffnung der Nebenkammer. Diese Anordnung der Zündelektroden ist tatsächlich ausgeführt worden, und es stellte sich heraus, daß diese Anordnung die Zündfähigkeit einer Brennkraftmaschine des Typs wirksam verbesserte, bei der der Hauptverbrennungsraum und die Nebenkammer mit Füllungen eines homogenen Luft-Brennstoff-Gemisches beschickt wurden. Bei einer Brennkraftmaschine mit Flammenzündung und schichtförmiger Füllung fließt jedoch ein Teil eines mageren Luft-Brennstoff-Gemisches während eines Verdichtungshubes von dem Hauptverbrennungsraum durch eine Flammenöffnung oder -öffnungen in die Nebenkammer. Das magere Luft-Brennstoff-Gemisch wird damit am Ende des Verdichtungshubes innerhalb der Nebenkammer nahe an die Flammenöffnung oder -öffnungen verbracht. Die Anordnung der Zündelektroden angrenzend an die Einlaß- oder Flammenöffnung oder -öffnungen ergab somit keine Verbesserung der Zündfähigkeit des Luft-Brennstoff-Gemisches innerhalb der Nebenbrennkammer.
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Die anfänglich durch Zündung des bei den Zündelektroden befindlichen Luft-Brennstoff-Gemisches erzeugten Flammen laufen ande erseits aufgrund der nahe der Flammenöffnung oder -öffnungen angeordneten Zündelektroden zunächst durch die Flammenöffnung oder -öffnungen in den Hauptverbrennungsraum und schreiten gleichzeitig innerhalb der Nebenkammer in Richtung des am

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weitesten innen gelegenen Endes der Nebenkairaner fort, wobei sich ein Ansteigen der Brenndauer und des Volumens (oder Größe) der Flamme oder Flammen ergibt. Damit wird jedoch keine ausreichende Verbesserung der Flammenwirkung erzielt.

Auf jeden Fall gelang es deswegen mit den bekannten Nebenkammerkonstruktionen nicht, eine ausreichend verbesserte Flammenzündung eines Luft-Brennstoff-Gemisches in dem Hauptverbrennungsraum zu schaffen.

Es ist deswegen Aufgabe der Erfindung, eine Brennkraftmaschine mit verbesserter Flammenzündung und eine verbesserte Methode zum Betrieb der Maschine zu schaffen, die die vorstehend erläuterten Probleme ausschaltet und eine verbesserte Fremdzündfähigkeit eines Luft-Brennstoff-Gemisches in einer Nebenkairaner mit einer sich daraus ergebenden Verbesserung bei der Erzeugung eines Flammenstrahls oder mehrere davon zur Zündung eines Luft-Brennstoff-Gemisches in einem Hauptverbrennungsraum ergibt.

Gemäß einer Ausführung der Erfindung wird eine Brennkraftmaschine mit Flammenzündung geschaffen, die folgendes aufweist:

Einen Zylinder; einen Kolben in diesem Zylinder; einen Zylinderkopf, der diesem Zylinder und diesem Kolben wirkungsgemäß zugeordnet ist und einen Hauptverbrennungsraum begrenzt; einen Ansaugkanal in diesem Zylinderkopf; ein Einlaßventil mit einem Ventilschaft und einem damit verbundenen Ventilkopf; Mittel zum Füllen des Hauptverbrennungsraumes mit einem Luft-Brennstoff-Gemisch durch den Ansaugkanal während eines Ansaughubes; eine Nebenkammer, die in dem Zylinderkopf angeordnet ist und mindestens eine erste und zweito öffnung zur Verbindung der Nebenkammer mit dem Hauptverbrennungsraum aufweist, so daß bei einem folgenden Verdichtungshub ein Teil des Luft-Brennstoff-

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Gemisches in dem Hauptverbrennungsraum durch diese erste und zweite Öffnung in die Nebenkammer eingeleitet wird, wobei die Nebenkammer eine im wesentlichen glatt verlaufende innere Oberfläche aufweist und dadurch eine Wirbel-Strömung des Luft-Brennstoff-Gemisches in der Nebenkammer erzeugt, wenn der Teil des Luft-Brennstoff-Gemisches aus dem Hauptverbrennungsraum durch die erste und zweite Öffnung in die Nebenkammer eingeleitet wird; eine Zündkerze mit einem Satz Elektroden zum Zünden des Luft-Brennstoff-Gemisches in der Nebenkammer, wodurch das

Luft-Brennstoff-Gemisch darin verbrennt und Flairanenstrahlen erzeugt, die durch die erste und zweite Öffnung in den Hauptverbrennungsraum schießen und darin das Luft-Brennstoff-Gemisch zünden und verbrennen. 15

Eine weitere Ausführung der Erfindung schafft ein Verfahren zum Betrieb einer mit Flammenzündung arbeitenden Brennkraftmaschine mit einem Hauptverbrennungsraum, einem mit diesem Hauptverbrennungsraum verbundenen Ansaugkanal und einer Nebenkammer, mit zumindest einer ersten und zweiten Öffnung, die die Nebenkammer mit dem Hauptverbrennungsraum verbinden, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Einführen einer Füllung dines Luft-Brennstoff-Gemisches durch den Ansaugkanal in den Hauptverbrennungsraum während eines Ansaughubes der Maschine;

Einleiten eines Teiles der Gemischfüllung aus dem Hauptverbrennungsraum durch die erste und zweite Öffnung in die Nebenkammer während eines nachfolgenden Verdichtungshubes, um eine Wirbelströmung in der Nebenkammer zu verursachen;

Zünden des Luft-Brennstoff-Gemisches in der Nebenkammer, um darin eine Verbrennungsflamme zu erzeugen, die in Form von Flammenstrahlen aus der Nebenkammer durch die erste

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und zweite öffnung in den Hauptverbrennungsraum schießen, um den Rest der Gemischfüllung in dem Hauptverbrennungsraum zu zünden.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird ein weiterer Teil der Füllung aus Luft-Brennstoff-Gemisch des Hauptverbrennungsraumes während des Ansaughubes durch die erste öffnung in die Nebenkammer eingeleitet, so daß in der Nebenkammer zurückgebliebene Restgase von dem anderen Teil der Gemischfüllung ersetzt, werden und aus der Nebenkammer durch die zweite öffnung in den Hauptverbrennungsraum ausgetragen werden.

Die glatt verlaufende innere Oberfläche der Nebenkammer besteht vorzugsweise aus einer im wesentlichen zylindrischen Mittelfläche und aus im wesentlichen halbkugelförmigen Endflächen, die glatt und übergangslos miteinander verbunden sind, wobei eine der halbkugelförmigen Endflächen näher am Hauptverbrennungsraum liegt als die andere halbkugelförmige Endfläche.

Die erste öffnung kann vorzugsweise eine Achse aufweisen, die sich im wesentlichen tangential zu der einen halbkugelförmigen Endfläche der inneren Oberfläche der Nebenkammer erstreckt, während die zweite Öffnung vorzugsweise eine Achse aufweisen kann, die sich im wesentlichen parallel zu der Achse der zylindrischen Mittelfläche erstreckt. Die Nebenkammer kann vorzugsweise in einem hohlen Nebenkammereinsatz gebildet sein, der an dem Zylinderkopf befestigt ist und einen Teil aufweist, der offen zum Hauptverbrennungsraum liegt und in dem die erste öffnung ausgebildet ist. Die erste Öffnung kann eine Querschnittsfläche haben, die ausgehend von ^{dem an die} Nebenkammer angrenzenden Ende bis zu dem an den Hauptverbrennungsraum angrenzenden Ende allmählich zunimmt. Das an den Hauptverbrennungsraum angrenzende Ende der ersten öffnung und das an die Nebenkammer angrenzende Ende der zweiten öffnung kann glockenförmig sein. Die zweite öffnung kann mit einem in dem Zylinderkopf ausge-

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bildeten Kanal mit dem Hauptverbrennungsraum verbunden sein. Der Satz Elektroden der Zündkerze kann in der Nebenkammer an einem Punkt abseits der öffnungen in einem von der zweiten Öffnung bestimmten Durchgang oder innerhalb der Nebenkammer angrenzend an die zv/eite öffnung angeordnet sein. Wenn die Zündelektroden entweder in dem von der zweiten öffnung bestimmten Durchgang oder innerhalb der Nebenkammer angrenzend an die zweite öffnung angeordnet sind, kann die zweite Öffnung vorzugsweise einen größeren Innendurchmesser aufweisen als die erste öffnung. Die Nebenkammer kann mit einer zusätzlichen oder dritten öffnung versehen sein, durch die die Nebenkammer ebenfalls mit dem Hauptverbrennungsraum verbunden ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen fragmentarischen Querschnitt einer

ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit Flammenzündung; 20

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1, die die Konstruktion der in Fig. 1 gezeigten Nebenkammer darstellt;

Fig. 3 A bis 3 C zeigen teilweise schaubildliche, vergrößerte, fragmentarische Schnittansichten, die schaubildlich Strömungen eines Luft-Brennstoff-Gemisches und verbrannter Gase in die Nebenkammer hinein, innerhalb der Nebenkammer und aus der Nebenkammer heraus bei unterschiedlichen Phasen

des Maschinenbetriebs darstellen;

Fig. 4 A zeigt einen Schnitt ähnlich wie Fig. 1, stellt jedoch eine zweite Ausführung der Erfindung dar; 35

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Fig. 4B zeigt eine Vorderansicht der in Fig. 4A gezeigten Nebenkammer, wie sie von Linie IVB-IVB in Fig. 4A gesehen wird;

Fig. 5 zeigt einen fragmentarischen Querschnitt einer

dritten Ausführung der Erfindung;

Fig. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5, der die in Fig. 5 gezeigte Nebenkanuner darstellt;

Fig. 7 bis 10 zeigen vergrößerte, fragmentarische Querschnitte einer vierten, fünften, sechsten bzw. siebten Ausführung der Erfindung; 15

Fig. 11 zeigt einen Querschnitt einer achten Ausführung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, wobei ein Teil der Maschine weggelassen ist;

Fig. 12 zeigt einen vergrößerten Schnitt entlang der

Linie XII-XII in Fig. 11, und

Fig. 13 zeigt einen der Fig. 12 ähnlichen Schnitt, stellt

jedoch eine neunte Ausführung der Erfindung dar. 25

Eine erste Ausführung hat zunächst nach Fig. 1 bis 3C einen Verbrennungsraum 1 mit Flammenzündung, der zum einen Teil von einer Aussparung begrenzt ist, die in der Fläche des Zylinderkopfes 2 der Maschine ausgebildet ist, die an den Zylinder 3 angrenzt oder in Richtung des Zylinders 3 weist, und der zum anderen Teil von einer oberen Fläche eines Kolbens 4 begrenzt ist, der hin- und herbewegbar in einer in dem Zylinder 3 ausgebildeten Zylinderbohrung angebracht ist. Ein Ansaugkanal 5 ist in dem Zylinderkopf 2 ausgebildet und erstreckt sich durch diesen hin» durch und ist mit dem Hauptverbrennungsraum 1 verbunden. Zur

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Steuerung der Verbindung zwischen dem Ansaugkanal 5 und dem Hauptverbrennungsraum 1 ist in bekannter Weise ein Einlaßventil 6 angeordnet. Ein herkömmlicher Vergaser 100 erzeugt ein Gemisch aus Luft und einem Brennstoff (nachstehend als "Luft-Brennstoff-Gemisch" bezeichnet), das so mager ist, wie es einem Luft-Brennstoff-Verhältnis von annähernd 18 entspricht. Das auf diese Weise erzeugte magere Luft-Brennstoff-Gemisch wird durch den Ansaugkanal 5 in die Maschine eingeleitet. Das Einlaßventil 6 ist in bekannter Weise in zeitlicher Abhängigkeit von der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 4 bewegbar, so daß der Ventilkopf 6a zum öffnen und Schließen des Ansaugkanals 5 in einen und aus einem dichtenden Eingriff mit einem Ventilsitz 7 bringbar ist. Das Einlaßventil 6 ist mit unterbrochenen Linien in Fig. 1 in geöffneter Stellung gezeigt.

Eine Nebenkammer 10 ist in einem hohlen und allgemein zylinderförmigen Gehäuse oder Nebenkammereinsatz 11 ausgebildet, das mit Preßsitz in einem in der Innenfläche der vorstehend beschriebenen Aussparung in dem Zylinderkopf 2 ausgebildeten Loch eingepaßt ist. Das Loch liegt nahe an dem Ventilsitz 7. Ein Endteil des Nebenkammereinsatzes 11 liegt - gegenüber der Oberseite des Kolbens 4 -' frei zum Hauptverbrennungsraum 1. in diesem Endteil des Nebenkammereinsatzes 11 sind zwei Flammenöffnungen 12 und 13 ausgebildet,über die die Nebenkammer 10 mit dem Hauptverbrennungsraum 1 in Verbindung steht. Ein Satz Elektroden 14a einer Zündkerze 14 ist an einem Innenabschnitt der Nebenkammer 10 abseits der Flarmenöffnungen 12 und 13 angeordnet. Die Zündkerze 14 ist in den Zylinderkopf 2 eingeschraubt. Die Zündelektroden 14a erstrecken sich durch eine in dem Nebenkammereinsatz 11 ausgebildete Öffnung 15 an dem vorstehend beschriebenen Innenabschnitt der Nebenkammer IO in die Nebenkammer 10 hinein.

Nach Fig. 1 hat der Nebenkammereinsatz 11 eine glatt verlaufende innere Oberfläche. Die innere Oberfläche besteht aus einer allgemein zylindrischen Mittelfläche 10a und einem Paar im wesentlichen

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halbkugelförmiger, hohler Endflächen 10b und 10c, die jeweils an die gegenüberliegenden Enden der zylindrischen Mittelfläche 10a glatt oder übergangslos angrenzen. Die halbkugelförmige Endfläche 10b ist angrenzend an das äußere Endteil des Nebenkammereinsatzes 11 angeordnet. In der Endfläche 10b münden die zwei Flairanenöffnungen 12 und 13. Die Endfläche 10b umgibt und begrenzt somit einen äußeren Endteil der Nebenkammer 10. Die andere halbkugelförmige Endfläche 10c umgibt und begrenzt einen inneren Endteil der Nebenkammer 10. Die öffnung 15 mündet am Ubergangspunkt zwischen der zylindrischen Mittelfläche 10a und der halbkugelförmigen Endfläche 10c an der inneren Oberfläche des Nebenkammereinsatzes 11.

Eine der Flammenöffnungen 12 erstreckt sich durch die Wand oder das Material des Nebenkammereinsatzes 11 im wesentlichen tangential zur äußeren halbkugelförmigen Endfläche 10b der inneren Oberfläche der Nebenkammer, wie es am besten in Fig. 1 zu sehen ist, und ebenso tangential zur zylindrischen Mittelfläche 10a der inneren Oberfläche der Nebenkammer, wie es am besten in Fig. 2 zu sehen ist. Die Flammenöffnung 12 ist so angeordnet, daß die Mündung der Flammenöffnung 12 in den Hauptverbrennungsraum 1 auf der an den Ansaugkanal 5 angrenzenden Seite des Ventilkopfes 6a des Einlaßventiles 6 angeordnet ist, wenn das Einlaßventil in geöffneter Stellung steht, wie in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien dargestellt. Die andere Flammenöffnung 13 erstreckt sich durch das Material des Nebenkammereinsatzes 11 im wesentlichen parallel zu der Achse der zylindrischen Mittelflache 10a der inneren Oberfläche der Nebenkammer, wie es am besten in Fig. 1 gezeigt ist, und hat eine innere Umfangsflache, die im wesentlichen mit einem Teil der ringförmig sich erstreckenden Fläche der zylindrischen Mittelfläche 10a bündig ist; d. h., der von der inneren Umfangsflache der Flammenöffnung 13 gebildete Ring berührt den von der zylindrischen Mittelfläche 10a gebildeten Ring, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Zündkerze ist so angeordnet, daß die Achse der Zündkerze mit einem Winkel

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bezüglich der Achse der zylindrischen Mittelfläche 10a geneigt ist und sich im wesentlichen durch den Mittelpunkt der Nebenkammer 10 erstreckt.

Während des Betriebes wird bei einem Ansaughub der Maschine das Einlaßventil 6 geöffnet und der Kolben 4 nach unten bewegt, so daß eine Füllung eines von dem Vergaser 100 erzeugten mageren Luft-Brennstoff-Gemisches durch den Ansaugkanal 5 in den Hauptverbrennungsraum 1 strömt. Zu diesem Zeitpunkt . bewirkt die hintere Fläche des Ventilkopfes 6a des Einlaßventils 6, daß der Strom des Luft-Brennstoff-Gemisches in den Hauptverbrennungsraum 1 geführt und radial nach außen abgelenkt und verteilt wird, so daß ein Teil des Stromes zur Flammenöffnung 12 geleitet wird. Auf diese Weise fließt ein Teil der Füllung des Hauptverbrennungsraums 1, bestehend aus Luft-Brennstoff-Gemisch, durch die Flammenöffnung 12 in die Nebenkammer 10.

Der in die Nebenkammer 10 eingetretene Teil des Luft-Brennstoff-Gemisches strömt darin entlang und über die glatt aneinandergrenzenden Flächen 10a, 10b und 10c der inneren Oberfläche der Nebenkammer 10 unter Bildung eines Wirbels, wie durch Pfeile in Fig. 2 und 3A dargestellt, zur anderen Flamroenöffnung 13, und ein Teil dieses Luft-Brennstoff-Gemischteils strömt durch die Flammenöffnung 13 in den Hauptverbrennungsraum 1.

Da die innere Oberfläche der Nebenkammer 10 aus den glatt aneinandergrenzenden Flächen 10a, 10b und 10c gebildet ist, wird betont, daß das Luft-Brennstoff-Gemisch ruhig und ungestört entlang und über.im wesentlichen alle Flächengebiete der inneren Oberfläche der Nebenkammer 10 strömt, so daß jegliche Restgase, die während des vorhergegangenen Verbrennungshubes erzeugt wurden und in der Nebenkammer zurückblieben, aus der Nebenkami.ier durch die Flammenöffnung 13 in den Hauptverbrennungsraum 1 ausgetragen werden und das frische Luft-Brennstoff-Gemisch sicher zu den Zündelektroden 14a geführt wird. Die zur inneren Oberfläche der Nebenkammer 10 tangentiale Ausrichtung der Flammenöffnung 12 erleichtert zusätzlich die ruhige Kreis- oder

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Wirbelströmung des Luft-Brennstoff-Gemisches innerhalb der Nebenkammer, um die Nebenkammer 10 sicher zu durchspülen.

Während eines Verdichtungshubes wird ein Teil des in den Hauptverbrennungsraum 1 eingeführten Luft-Brennstoff-Gemisches durch beide Flammenöffnungen 12 und 13 in die Nebenkammer 10 eingeleitet, dci das Gemisch durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 4 verdichtet wird. Da die Flammenöffnung 12 tangential zur halbkugelförmigen Endfläche 10b der inneren Oberfläche der Nebenkammer verläuft und die andere Flammenöffnung 13 angrenzend an die zylindrische Mittelfläche 10a an der inneren Oberfläche der Nebenkammer mündet und die Achse der Flammenöffnung 13 parallel zur zylindrischen Mittelfläche 10a verläuft, verursacht der Teil des Luft-Brennstoff-Gemisches, der durch die Flammenöffnungen 12 und 13 in die Nebenkammer eingetreten ist, einen Wirbel, wie in Fig. 3B durch Pfeile dargestellt. Sogar wenn irgendwelche Restgase in der Nebenkammer 10 zurückbleiben, werden die Restgase auf diese Weise vollkommen mit dem frischen Luft-Brennstoff-Gemisch vermengt, so daß ein Gemenge aus einem fremdendzündbaren, homogenen Gemisch innerhalb der Nebenkammer 11 gebildet wird. Mit anderen Worten: Sogar wenn irgendwelche Restgase am Ende des Verdichtungshubes in der Nebenkammer zurückbleiben, wird nxe die Erscheinung auftreten, daß die Restgase in Richtung des inneren Endteils der Nebenkammer 10 gedrückt werden und eine Schicht bilden, die sich über die Zündelektroden 14a erstreckt oder sie umgibt.

Während das Gemisch weiterhin seine Wirbelbewegung in der Nebenkammer 10 ausführt, wird eine Funkenentladung von der Zündkerze 14 erzeugt. Da kaum Restgase in der Nebenkammer zurückbleiben, und da, sogar wenn eine kleine Menge von Restgasen in der Nebenkammer zurückbleibt, diese Restgase vollkommen mit der frischen Füllung des Luft-Brennstoff-Gemisches durch die in der Nebenkammer verursachte Wirbelbewegung oder Kreisströmung vermischt werden, kann das aus dem Luft-Brennstoff-Gemisch und

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den Restgasen bestehende Gemisch sicher durch die Funkenentladung der Zündkerze gezündet werden und eine Flamme bilden. Aufgrund der Kreis- oder Wirbelbewegung innerhalb der Nebenkainmer entwickelt sich die F] amme zu einer kreisförmig turbulenten Flamme, die die verbrannten Gase und einen unverbrannten Teil des Gemisches enthält und die durch die zwei Flammenöffnungen 12 und 13 in den Hauptverbrennungsraum 1 strömt oder schießt und Flammenstrahlen bildet, wie in Fig. 3C schaubildlich dargestellt. Die Flammenstrahlen strömen, während der unverbrannte Teil des Gemisches in den Flammenstrahlen zündet und verbrennt. Damit wird die Energie der Flammenstrahlen fortschreitend erhöht, wodurch kräftige Flammen erzeugt werden. Von diesen kräftigen Flammen wird das magere Luft-Brennstoff-Gemisch in dem Hauptverbrennungsraum 1 sicher gezündet und verbrannt. Die Verbrennung des mageren Gemisches trägt zur Verringerung der Emission schädlicher Abgasanteile bei.

Insbesondere die Erzeugung eines während eines Verdichtungshubes in der Nebenkammer kreisenden Wirbels ist zur Verbesserung der Zündfähigkeit und der Flammenwirkung sehr wichtig und wirksam.

In Fig. 4A und 4B ist eine zweite Ausführung der Erfindung dargestellt. Der Unterschied dieser Ausführung zur vorhergehenden ist nachstehend beschrieben. Teile, die mit den Teilen der vorhergehend beschriebenen Ausführung übereinstimmen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In einem Ansaugkanal 5 ist eine Brennstoffeinspritzdüse 200 angeordnet, die ein Luft-Brennstoffgemisch mit einer Magerkeit eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses von annähernd 18 bereitstellt. Die Düse 200 weist im wesentlichen in Richtung der Mündung einer Flammenöffnung 12 einer Nebenkammer 10 und kann von irgendeinem bekannten, herkömmlichen, elektronischen Steuerkreis (nicht gezeigt) gesteuert werden, der in zeitlicher Abhängigkeit von der Maschinendrehung einen flüssigen Brennstoff in den Ansaugkanal 5 einspritzt. Die Flammenöffnung 12 hat eine Querschnittsfläche, die allmählich

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zu dem an den Hauptverbrennungsraum 1 angrenzenden Ende der öffnung hin ansteigt, wie in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist. Die Ausführung ist dadurch vorteilhaft, daß die Einleitung einer frischen Füllung Luft-Brennstoff-Gemisches in die Nebenkammer 10 erleichtert ist, was ein zuverlässiges Durchspülen der Nebenkammer 10 sicherstellt.

Fig. 5 und 6 stellen eine dritte Ausführung der Erfindung dar. Die den Teilen der ersten Ausführung entsprechenden Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Ein bei der dritten Ausführung verwendeter Nebenkammereinsatz 11 ist allgemein tassen- oder topfförmig mit einem halbkugelförmigen, einem Hauptverbrennungsraum 1 ausgesetzten Ende und einem ringförmigen Flansch 11a am anderen Ende des Einsatzes 11. Der ringförmige Flansch 11a wird von einem Zündkerzenhalter 16 gegen einen ringförmigen Bund auf der inneren Umfangsflache eines Loches in einem Zylinderkopf 2 gedrückt, so daß der Nebenkammereinsatz am Zylinderkopf 2 befestigt ist. Der Zündkerzenhalter 16 erstreckt sich von der äußeren Oberfläche des Zylinderkopfes 2 in das Loch und hält eine im wesentlichen koaxial in dem Halter verschraubte Zündkerze 14.

Der Nebenkammereinsatz 11 weist ein Paar Flammenöffnungen 12 und 13 auf. Eine der öffnungen 12 ist in dem halbkugelförmigen Endteil des Einsatzes 11 ausgebildet. Diese Flammenöffnung 12 erstreckt sich durch das Material des Einsatzes 11 im wesentlichen tangential sowohl zu einer halbkugelförmigen, hohlen, inneren Endfläche 10b als auch zu einer im wesentlichen zylindrischen Mittelfläche 10a der inneren Oberfläche der Nebenkammer 10 und mündet in der halbkugelförmigen Endfläche 10b. Die Flammenöffnung 12 mündet außerdem in der halbkugelförmigen, nach außen gebogenen Außenfläche des Nebenkammereinsatzes 11 und weist in Richtung des stromabwärts gelegenen Endes des Ansaugkanals 5. Die äußere Mündung der Flammenöffnung 12 ist so gelegen, daß die Mündung auf der an den Ansaugkanal 5 angrenzenden Seite eines Ventilkopfes 6a eines Einlaßventils 6 liegt, wenn das Einlaß-

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ventil, wie in Fig. 5 gezeigt, in seiner geöffneten Stellung ist. Die andere Flainmenöffnung 13 ist in einem inneren Teil des Nebenkammereinsatzes 11 ausgebildet und mündet in der Nebenkammer 10, wobei die Mündung im wesentlichen in Richtung auf Elektroden 14a der Zündkerze 14 weist. Die öffnung 13 mündet.ferner in einem in dem Zylinderkopf 2 ausgebildeten Kanal 17. Der Kanal 17 steht mit der öffnung 13 in Verbindung und damit steht die Nebenkammer 10 mit einem Hauptverbrennungsraum 1 in Verbindung.
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Bei dieser Nebenkaitimerkonstruktion wird eine Füllung eines frischen Luft-Brennstoff-Gemisches während eines Ansaughubes aus dem Ansaugkanal 5 durch die Flammenöffnung 12 in die Nebenkammer 10 eingeleitet. Innerhalb der Nebenkammer 10 wirbelt das Luft-Brennstoff-Gemisch über und hinter die Zündelektroden 14a, wie in Fig. 5 mit ausgezogenen Pfeillinien dargestellt, so daß die Zündelektroden 14a und der an die Elektroden angrenzende Bereich in der Nebenkammer zuverlässig von Restgasen freigemacht wird.
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Bei einem nachfolgenden Verdichtungshub strömt ein Teil des Luft-Brennstoff-Gemisches in dem Hauptverbrennungsraum 1 durch die beiden Flammenöffnungen 12 und 13 in die Nebenkammer 10. Wie in den Fig. 5 und 6 durch unterbrochene Pfeillinien gezeigt, 25wird diese Strömung in eine kreisförmige Wirbelströmung umgebildet. Diese Wirbelströmung ist komplex und dreidimensional und dreht nicht nur um eine quer zur Achse der Nebenkammer 10 liegende Achse ( s. Fig. 5), sondern auch um die Achse der Nebenkammer (s. Fig. 6). Dieser Wirbel ist ebenso vorteilhaft 30wie der in Verbindung mit der ersten Ausführung beschriebene und verbessert somit die Zündfähigkeit und die Flammenwirkung.

Fig. 7 stellt eine vierte Ausführung der Erfindung dar. Die den Teilen der vorhergehenden Ausführungen ähnlichen Teile sind 35durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Bei dieser Ausführung

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besteht die innere Oberfläche einer Nebenkammer 10 ebenfalls aus glatt aneinandergrenzenden Flächen, wie in den vorhergehenden Ausführungen. Ein Nebenkammereinsatz 11 weist einen äußeren, halbkugelförmig nach außen gewölbten Endteil auf, durch den sich eine erste Flammenöffnung 12 erstreckt, die im wesentlichen tangential zur äußeren, halbkugelförmigen, konkaven Endfläche der inneren Oberfläche der Nebenkammer in die Nebenkammer 10 mündet. Die Flammenöffnung 12 mündet auch in einen Hauptverbrennungsraum 1 und weist im wesentlichen in Richtung des stromabwärts gelegenen Endes eines Ansaugkanals 5. In dem äußeren, halbkugelförmigen Endteil des Nebenkammereinsatzes 11 ist eine zweite Flammenöffnung 13 ausgebildet, die an einem Ubergangspunkt zwischen der äußeren, halbkugelförmigen, konkaven Endfläche und einer zylindrischen Mittelfläche der Nebenkammerinnenfläche in die Nebenkammer 10 einmündet. Die Flammenöffnung 13 erstreckt im wesentlichen parallel zur Achse der zylindrischen Mittelfläche der Nebenkammerinnenfläche und weist eine innere ümfangsflache auf, von der ein Teil im wesentlichen glatt in einen Teil der zylindrischen Mittelfläche übergeht, wie in der ersten Ausführung der Erfindung dargestellt. Eine Zündkerze 14 ist so angeordnet, daß ein Satz Elektroden 14a angrenzend an die Innenmündung der Flammenöffnung 13 in der Nebenkammer 10 liegt.

Bei der vorstehend beschriebenen NebenkaiRinerkonstruktion dieser Ausführung wird die Nebenkammer 10 ebenso während eines Ansaughubes von einer durch die Flammenöffnung 12 in die Nebenkammer IO eingeleiteten frischen Füllung eines Luft-Brennstoff-Gemisches int wesentlichen überall wirksam durchspült. Bei einem nachfolgenden Verdichtungshub v/ird ebenfalls innerhalb der Nebenkanner von der Strömung eines Teils des aus dem Hauptverbrennungsraum 1 durch die beiden Flammenöffnungen 12. und 13 in die Nebenkammer eingeleiteten Luft-Brennstoff-Gemisches ein Wirbel erzeugt. Nach der Zündung verbrennt das Gemisch in der Nebenkammer

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10 und bildet Flammenstrahlen, die durch die beiden Flammenöffnungen 12 und 13 hindurchschießen, wobei ein unverbrannter Teil des in den Flammenstrahlen enthaltenen Luft-Brennstoff-Gemisches verbrannt wird. Die Anordnung der Zündkerzenelektroden 14a ist vorteilhaft, um die Möglichkeit der alleinigen Austragung des unverbrannten Teils des Gemisches aus der Nebenkammer klein zu halten.

Fig. 8 stellt eine fünfte Ausführung der Erfindung dar, die insbesondere den erreichbaren Vorteil der vierten Ausführung steigern soll. Zu diesem Zweck hat eine an Elektroden 14a einer Zündkerze 14 angrenzende Flammenöffnung 13 einen Innendurchmesser, der größer ist, als der Innendurchmesser einer an das stromabwärts gelegene Ende eines Ansaugkanals 5 angrenzenden Flammenöffnung 12. Somit kann durch die größere Flammenöffnung 13 eine größere Menge Gas als durch die kleinere Flammenöffnung 12 ausgetragen werden. Die Kombination der größeren Flammenöffnung 13 mit der daran angrenzenden Anordnung der Zündkerzenelektroden 14a hält weiterhin die Möglichkeit klein, daß ein unverbrannter Teil eines Luft-Brennstoff-Gemisches allein aus der Nebenkammer in einen Hauptverbrennungsraum 1 ausgetragen wird.

Fig. 9 stellt eine sechste Ausführung der Erfindung dar, bei der Elektroden 14a einer Zündkerze 14 innerhalb einer Flammen-Öffnung 13 angeordnet sind. Eine weitere Flammenöffnung 12 ist an dem stromabwärts gelegenen Ende eines Ansaugkanals 5 angeordnet. Die Anordnung der Zündelektroden 14a innerhalb der Flammenöffnung hält vorteilhaft die Möglichkeit klein, daß ein unverbrannter Teil des Gemisches allein aus der Nebenkammer in den Hauptverbrennungsraum ausgetragen wird, was eine Erhöhung der Stärke oder Energie der erzeugten Flammen sicherstellt.

Fig. 1O stellt eine siebte Ausführung der Erfindung dar. Die Ausführung benutzt einen Nebenkammereinsatz 11 mit Flammen-

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öffnungen 12 und 13. Eine der Flammenöffnungen 12, durch die eine Füllung eines Luft-Brennstoff-Gemisches in eine Neben- kammer 10 eingeleitet wird, ist an dem an den Hauptver brennungsraum 1 angrenzenden Mündungsend«³ der Flammenöffnung 12, wie durch Bezugsnummer 12a angezeigt, glockenförmig ausge bildet. Die angrenzend an die Elektroden 14a der Zündkerze 14 angeordnete andere Flammenöffnung 13 ist ebenfalls, wie durch Bezugsnummer 13a angezeigt, an dem an die Nebenkammer 10 an grenzenden Mündungsende der Flammenöffnung 13 glockenförmig ausgebildet. Diese glockenförmig ausgebildeten Enden 12a und 13a der Flammenöffnungen 12 und 13 verringern wirksam den der Strömung des Luft-Brennstoff-Gemisches in die Nebenkammer 10 bzw. den dem Hinüberschießen eines Flammenstrahls aus der Nebenkammer in den Hauptverbrennungsraum entgegengesetzten Widerstand. Das glockenförmig ausgebildete Ende 12a der Flammenöffnung 12 erhöht somit wirksam die während eines Ansaug hubes in die Nebenkammer eingeleitete Menge an Luft-Brennstoff- Gemisch, wodurch das Durchspülen der Nebenkammer verbessert wird. Das glockenförmig ausgebildete Ende 13a der Flammenöffnung 13 verstärkt wirksam das Durchschießen eines Flammenstrahls durch diese Flammenöffnung 13 in den Hauptverbrennungsraum 1. Die anderen Enden der Flammenöffnungen 12 und 13 sind nicht glockenförmig ausgebildet. Die Tatsache, daß das an der Neben- kammer 10 angrenzende Ende der Flammenöffnung 12 nicht glocken- förmig ausgebildet und das an die Nebenkammer 10 angrenzende Ende der Flammenöffnung 13 glockenförmig ausgebildet ist, be wirkt eine relative Verringerung des Durchschießens eines Flammenstrahls durch die Flammenöffnung 12 und somit eine relative Verstärkung des Durchschießens eines Flammenstrahls durch die andere Flammenöffnung 13, die an die Zündelektroden 14a angrenzt, wodurch das Austragen eines unverbrannten Teils des Luft-Brennstoff-Gemisches aus der Nebenkammer 10 in den Hauptverbrennungsraum 1 möglichst klei'n gehalten wird.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungen der Erfindung betreffen alle eine Brennkraftmaschine mit Flammenzündung von der Art, bei der der Hauptverbrennungsraum und die Nebenkammer

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mit Füllungen eines im wesentlichen homogenen Luft-Brennstoff-Gemisches beschickt werden; das bedeutet, daß die Füllungen des Hauptverbrennungsraums und der Nebenkammer im wesentlichen ein gleiches Luft-Brennstoff-Verhältnis haben.

Die Erfindung ist jedoch auf eine andere Art von Brennkraftmaschine mit Flammenzündung anwendbar, bei der die Nebenkammer mit einem fetten Luft-Brennstoff-Gemisch und der Hauptverbrennungsraum mit einem mageren Luft-Brennstoff-Gemisch versorgt wird.

Ein Beispiel des vorstehend beschriebenen Typs einer Brennkraftmaschine mit Flammenzündung ist in Fig. 11 und 12 als eine achte Ausführung der Erfindung gezeigt. Die den Teilen der vorhergehenden Ausführungen ähnlichen Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei dieser Ausführung ist in einem Zylinderkopf 2 eine Leitung 20 für fettes Gemisch zusätzlich zu einem herkömmlichen Ansaugkanal 5 ausgebildet. Das stromabwärts gelegene Ende der Leitung 20 für fettes Gemisch mündet in dem stromabwärts gelegenen Ende des Ansaugkanals 5 und ist an die hintere Fläche eines Ventilkopfes 6a eines Einlaßventils 6 angrenzend angeordnet, wenn dieses geschlossen ist. Die stromabwärts gelegene Mündung der Leitung 20 für fettes Gemisch grenzt zusätzlich an den Punkt der inneren Umfangsfläche des stromabwärts gelegenen Endes des Ansaugkanals, der nahe einer Flammenöffnung 12 einer Nebenkammer 10 liegt. Der Ansaugkanal 5 ist mit einem Hauptvergaser 21 verbunden, der ein äußerst mageres Luft-Brennstoff-Gemisch erzeugt, während die Leitung 20 für fettes Gemisch mit einem Nebenvergaser 22 verbunden ist, der ein fettes Luft-Brennstoff-Gemisch erzeugt.

Die Konstruktion der Nebenkammer 10 ist im wesentlichen ähnlich der Konstruktion der ersten Ausführung, mit der Aus nahme, daß die Anordnung der Zündkerze 14 etwas geändert ist. 35

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Die Nebenkanuner 10 ist begrenzt oder umgeben von glatt aneinandergrenzenden Flächen. Die Flammenöffnung 12 mündet im wesentlichen tangential zu einer äußeren, halbkugelförmigen, konkaven Fläche 10b in die Nebenkammer 10, während eine andere Flammenöffnung 13 durch das Material eines Nebenkammereinsatzes 11 durch den äußeren halbkugelförmigen Endteil des Einsatzes 11 hindurchgeht und eine im wesentlichen parallele und nahe einer Seite einer zylindrischen Mittelfläche 10a der Nebenkammerinnenfläche gelegene Achse hat. Die Flammenöffnung 12 verläuft nicht tangential zur zylindrischen Mittelfläche 10a und hat eine bezüglich der Achse des zylindrischen Mittelteils 10a geneigte Achse.

Bei einem Ansaughub strömt das äußerst magere Luft-Brennstoff-Gemisch durch den Ansaugkanal 5 in den Hauptverbrennungsraum 1, während das fette Luft-Brennstoff-Gemisch durch die Leitung 20 für fettes Gemisch strömt und in das stromabwärts gelegene Ende des Ansaugkanals 5 ausgetragen wird. Die hintere Fläche des Ventilkopfes 6a leitet einen Teil des fetten Luft-Brennstoff-Gemisches in Richtung der Flammenöffnung 12 der Nebenkammer 10, so daß die Nebenkammer mit einer Füllung eines hauptsächlich aus dem fetten Gemisch der Leitung bestehenden Luft-Brennstoff-Gemisches beschickt wird. Das fette Gemisch strömt in der Nebenkammer 10 unter Bildung eines Wirbels, wie in Fig. 11 und 12 durch Pfeile dargestellt, und drückt verbrannte Restgase aus der Nebenkammer 10 durch die andere Flammenöffnung 13 in den Hauptverbrennungsraum 1.

Bei einem nachfolgenden Verdichtungshub wird ein Teil des äußerst mageren Luft-Brennstoff-Gemisches aus dem Hauptverbrennungsraum 1 durch die zwei Flammenöffnungen 12 und 13 in die Nebenkammer 10 eingeleitet und verursacht darin aus vorstehend erläuterten Gründen einen Wirbel. Bei dieser Phase des Maschinenbetriebes werden somit, wenn irgendeine Menge verbrannter Restgase in der Nebenkammer zurückblieb, diese Restgase

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und das frische Luft-Brennstoff-Gemisch gleichmäßig miteinander vermischt und bilden ein homogenes Gemisch. Dieses Gemisch ist zuverlässig durch eine von der Zündkerze 14 erzeugte Funkenentladung entzündbar. Die Zündung erzeugt Flammenstrahlen, die durch die zwei Flammenöffnungen 12 und 13 hindurchschießen, wobei der in den Flammenstrahlen enthaltene unverbrannte Teil des Gemisches verbrennt und die Energie der Flaminenstrahlen" erhöht, wodurch das äußerst magere Luft-Brennstoff-Gemisch innerhalb des Hauptverbrennungsraumes 1 sicher von den zwei starken Flammenstrahlen gezündet und verbrannt wird.

Das während eines Verbrennungshubes erzeugte Wirbelgemisch in der Nebenkammer 10 ist vorteilhaft, um die Bildung einer Schicht verbrannter Restgase innerhalb der Nebenkammer zu verhindern. Dies verbessert die Zündfähigkeit in jeder Maschine mit geschichteter Füllung, ungeachtet der Anordnung der Zündkerzenelektroden. Das Gemisch innerhalb der Nebenkammer 10 ist sogar zur Zeit der Funkenzündung fetter als das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis. Jeder Flammenstrahl besteht somit aus einem teilweise verbrannten Gasgemisch, das Radikale ent hält, die außerordentlich aktive Zwischenprodukte wie H, OH, CH und C sind. Demgemäß ist der Flammenstrahl zum Zünden und Verbrennen des äußerst mageren Luft-Brennstoff-Gemisches innerhalb des Hauptverbrennungsraumes 1 bemerkenswert zuverlässig wirksam.

Fig. 13 stellt eine neunte Ausführung der Erfindung dar, bei der eine Nebenkammer 10 mit drei Flammenöffnungen 12, 13¹ und 13" ausgestattet ist. Eine der Flammenöffnungen 12 ist zum Einleiten eines Luft-Brennstoff-Gemisches in eine Nebenkammer (in Fig. 13 nicht gezeigt) während eines Ansaughubes vorgesehen, während die anderen Flammenöffnungen 13' und 13" verbrannte Restgase aus der Nebenkammer in den Hauptverbrennungeraum (in Fig. 13 nicht gezeigt) während des Ansaughubes aus zutragen haben. Die Flammenöffnung 12 verläuft tangential zu einer äußeren,halbkugelförmigen,konkaven Endfläche der Nebenkammer-

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innenfläche. Die Ausführung erzielt ähnliche Vorteile wie die vorhergehenden Ausführungen. Das bedeutet, daß die Nebenkamramer einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine insoweit zuverlässig arbeitet, als die Nebenkammer mit einer Mehrzahl von Flammenöffnungen ausgestattet ist.

In allen vorstehend beschriebenen und dargestellten Ausführungen der Erfindung ist eine der Flammenöffnungen 12 der Nebenkammer 10 auf der an den Ansaugkanal 5 angrenzenden Seite des Ventilkopfes 6a des Einlaßventils 6 gelegen, wenn das Einlaßventil geöffnet ist, so daß eine Füllung eines frischen Luft-Brennstoff-Gemisches während eines Ansaughubes der Maschine durch die Flammenöffnung 12 in die Nebenkammer strömt. Dies ist jedoch nicht das wesentliche Merkmal der Erfindung, obgleich dieses Merkmal bei Anwendung das Durchspülen der Nebenkammer vorteilhaft erleichtert. Das wichtigste Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei einem Verdichtungshub der Maschine die Einleitung eines Teils eines Luft-Brennstoff-Gemisches aus dem Hauptverbrennungsraum durch die Flammenöffnungen in die Nebenkammer eine Wirbelströmung in der Nebenkammer verursacht wird. Nur die Erzeugung einer Wirbelströmung innerhalb der Nebenkammer während eines Verdichtungshubes der Maschine reicht zur Verbesserung der Zündfähigkeit des Luft-Brennstoff-Gemisches innerhalb der Nebenkammer und damit zur Verbesserung der Flammenwirkung aus.

Die Anordnung der Zündelektroden ist nicht auf das Innere der Nebenkammern beschränkt; tatsächlich sind ähnliche Vorteile wie die vorstehend erläuterten ebenso durch eine Ausführung (nicht gezeigt) erzielbar, bei der ein Satz Elektroden einer Zündkerze außerhalb der Nebenkammer und innerhalb des Hauptverbrennungsraumes angrenzend an eine der Flammenöffnungen angeordnet ist.

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Claims

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1 .J Brennkraftmaschine mit Flammenzündung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Zylinder (3), einen Kolben (4) in diesem Zylinder und einen Zylinderkopf (2) aufweist, der mit dem Zylinder und dem Kolben einen Hauptverbrennungsraum (1) begrenzt, wobei in dem Zylinderkopf ein Einlaßventil (6) mit einem Ventilschaft und einem damit verbundenen Ventilkopf (6a) und ein Ansaugkanal (5), durch den während eines Ansaughubes ein Luft-Brennstoff-Gemisch aus einer Vorrichtung in den Hauptverbrennungsraum einbringbar ist, und eine Nebenkammer (10) mindestens einer ersten und zweiten öffnung (12,13) angeordnet sind, die die Nebenkammer (10) mit dem Hauptverbrennungsraum (1) verbinden, so daß während eines nachfolgenden Verdichtungshubes ein Teil des Luft-Brennstoff-Gemisches in dem Hauptverbrennungsraum (1) durch die erste und zweite öffnung (12,13) in die Nebenkammer (10) einbringbar ist, die eine im wesentlichen glatt verlaufende innere Oberfläche aufweist, die beim Einleiten des Luft-Brennstoff-Gemischteils aus dem Hauptverbrennungsraum (1) durch die erste und zweite Öffnung (12,13) in die Nebenkammer (10) eine Wirbelströmung des Luft-Brennstoff-Gemisches in der Nebenkammer (10) bewirkt, wobei (10) eine Zündkerze (14) mit einem Satz Elektroden (14a) zum Zünden des Luft-Brennstoff-Gemisches in der Nebenkammer vorgesehen ist, so daß darin das Luft-Brennstoff-Gemisch verbrennt und Flammenstrahlen erzeugt werden, die durch die erste und zweite Öffnung in den Hauptverbrennungsraum (1) schießen und darin das Luft-Brennstoff-Gemisch zünden und verbrennen.
2. Brennkraftmaschine mit Flammenzündung nach Anspruch \, dadurch gekennzeichnet, daß die glatt verlaufende innere Oberfläche der Nebenkammer (10) aus einer im wesentlichen zylindrischen Mittelfläche (10a) und aus jeweils damit glatt und übergangslos verbundenen, im wesentlichen halbkugelförmigen

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ORIGINAL INSPECTED

Endflächen (10b, 1Oc) besteht, wobei eine der halbkugelförmigen Endflächen (1Ob) näher an dem Hauptverbrennungsraum (1) liegt, als die andere hablkugelförmige Endfläche (1Oc).
3. Brennkraftmaschine mit Flammenzündung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung (12) eine Achse aufweist, die sich im wesentlichen tangential zu der einen halbkugelförmigen Endfläche (10b) erstreckt.
⁴· Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Öffnung (13) eine Achse aufweist, die im wesentlichen parallel zu der Achse der zylindrischen Mittelfläche (10a) ist und sich entlang dieser Fläche erstreckt.
5. Brennkraf^maschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkammer (10) von einem hohlen, in dem Zylinderkopf (2) befestigten Nebenkammereinsatz (11) begrenzt ist, wobei dieser Nebenkammereinsatz (11) einen Teil aufweist, der dem Hauptverbrennungsraum (1) ausgesetzt ist und in dem die erste Öffnung (12) ausgebildet ist.
6. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung (12) eine Querschnittsfläche aufweist, die von dem an die Nebenkammer (10) angrenzenden Ende zu dem an den Hauptverbrennungsraum (1) angrenzenden Ende allmählich zunimmt.
7. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das an den Hauptverbrennungsraum (1) angrenzende Ende der ersten Öffnung (12) glockenförmig ausgebildet ist.

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8. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,* dadurch gekennzeichnet, daß das an die Nebenkammer (10) angrenzende Ende der zweiten öffnung (13) glockenförmig ausgebildet ist.
9. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinderkopf (2) ein Kanal (17) ausgebildet ist, über den die zweite öffnung (13) mit dem Hauptverbrennungsraum (1) in Verbindung steht.
10. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz Zündelektroden (14a) innerhalb der Nebenkammer (10) an einem Punkt abseits der öffnungen (12,13) angeordnet ist.
11. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz Zündelektroden (14a) in einem Kanal angeordnet ist, der von der zweiten öffnung (13) begrenzt ist.
12. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz Zfindelektroden (14a) in der Nebenkammer (10) angrenzend an die zweite öffnung (13) angeordnet ist.
13. Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite öffnung (13) einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Innendurchmesser der ersten öffnung (12).
14. Brennkraftmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenkammer

(10) eine zusätzliche öffnung (13") aufweist, über die die Nebenkammer (10) ebenfalls mit dem Hauptverbrennungsraum (1)

in Verbindung steht.

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15. Verfahren zum Betrieb einer mit Flammenzündung arbei tenden Brennkraftmaschine mit einem HauptverbrennungsTaum/ einem mit dem Hauptverbrennungsraum verbundenen Ansaugkanal und einer Nebenkaitmer mit mindestens einer ersten und zweiten Öffnung, über die die Nebenkammer mit dem Hauptverbrennungsraum verbunden ist, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:

a) eintragen einer Füllung eines Luft-Brennstoff-Gemisches während eines Ansaughubs der Maschine durch den Ansaugkanal (5) in den Hauptverbrennungsraum (1);

b) einleiten eines Teils dieser Gemischfüllung während eines nachfolgenden Verdichtungshubes aus dem Hauptverbrennungs raum (1) durch die erste und zweite Öffnung (12, 13)

^c in die Nebenkammer (10), um eine Wirbelströmung in der

Nebenkammer (10) zu verursachen, und

c) zünden des Luft-Brennstoff-Gemisches in der Nebenkammer (10), um darin eine Verbrennungsflamme zu erzeugen, die in Form von Flammenstrahlen aus der Nebenkammer (10) durch die erste und zweite Öffnung (12, 13) in den Hauptverbrennungsraum (1) schießen und den Rest der Gemischfüllung in dem Hauptverbrennungsraum (1) zünden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß _man einen weiteren Teil der Gemischfüllung während des An saughubes durch die erste öffnung (12) in die Nebenkammer (10) einleitet.

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